PLC模拟量的原理、编程及应用实例详解
PLC模拟量的原理、编程及应用实例详解
PLC（可编程逻辑控制器）中的模拟量处理是工业自动化领域的重要技术之一。它能够将连续变化的物理量（如温度、压力等）转换为数字信号进行处理，实现精准控制。本文将从模拟量的基本概念出发，详细解析其在PLC系统中的转换过程，并通过实际应用案例展示其具体应用场景。
模拟量的基本概念
模拟量是一种连续变化的量，其使用对象包括各种连续变化的物理量，例如温度、压力、湿度、流量、转速、电流、电压、扭矩等。以温度表为例（见图一），温度从40度升到50度是连续变化的，而不是直接跳跃的。
图一 温度表
模拟量在PLC中的转换过程
如图二所示，这是整个模拟量的转换过程。传感器检测实际物理量后，通过变送器输出模拟量信号到PLC。PLC将模拟量信号转换成数字量，然后通过编程对数字量进行处理。
图二 模拟量转换过程
模拟量的PID处理
PID（比例-积分-微分）控制是模拟量处理中的重要环节。如图三所示，左侧红色圆圈表示实际压力读数，通过PID功能块进行处理后，处理后的数值赋值给%QW0，%QW0是模拟量的输出，相当于模拟量输入的逆运算。
图三 模拟量的PID处理
模拟电流与模拟电压的比较
模拟电流相对于模拟电压有以下优势：
- 抗干扰能力强
- 有断线检测功能
- 传感器一般为两线制，配线简单方便
- 可以方便地转换成模拟电压信号
但模拟电流也有其缺点：
- 概念较为抽象，测量较麻烦
- 初学者可能难以理解
- 电流是串联相等，初次使用时容易误将其并联
模拟量信号采集传输的无线通讯方案
方案一：基于Modbus RTU协议的无线传输
本案例遵循Modbus RTU标准协议，使用200SMART作为主机。主机通过485总线与无线数据终端DTD434MC连接，代替主机与从设备之间的线路连接。从设备的模拟量传感器4~20mA电流输出信号可直接接入模拟量无线数据终端DTD433F，从而建立Modbus主站与从站之间的无线链路，实现实时模拟量的输入采集或输出控制。
方案二：基于DTD112FC的无线双向传输
本方案采用达泰无线双向模拟量信号传输器DTD112FC，每个无线终端提供1路模拟量输入（AI）和1路模拟量输出（AO）功能。分别在污水处理车间和热动力车间的PLC控制柜内安装一台DTD112FC。
热动力车间的DTD112FC用于采集冷凝塔液位计输出的4-20mA信号，并通过无线方式传输给500m外的污水处理车间的DTD112FC。AO端子输出的信号接入PLC，通过PLC程序判定液位值是否需要开启或停止水泵。
污水处理车间的DTD112FC用于采集污水池液位计输出的4-20mA信号，并通过无线方式传输给500m外的热动力车间的DTD112FC。AO端子输出的信号接入PLC，通过PLC程序判定液位值是否需要开启或停止水泵。
总结
PLC对模拟量的处理本质上是一个线性转换过程，任何连续的物理量都可以被转换为010V或420mA供处理，而控制物理量时也可以将其转换为相同的模拟量信号。这种技术在工业自动化领域有着广泛的应用前景。
本文原文来自CSDN